Simulação computacional de obras subterrâneas em maciços rochosos

Abstract

Os túneis são essenciais para o desenvolvimento econômico de um pais, sendo uma solução de engenharia muito útil para problemas de infraestrutura. Problemas estes relacionados com a supervalorização do uso e ocupação do solo no perímetro urbano e com o escoamento de produtos nos grandes centros industriais e rurais. No Brasil, existem túneis em operação que foram construídos no meio do século XX, antes mesmo do desenvolvimento de metodologias tradicionais usadas nos projetos de túneis, sendo os mesmo construídos com base na experiência dos projetistas da época. O túnel Monte Seco é um destes cuja operação pertence a VALE e está localizado na Estrada de Ferro Vitória Minas (EFVM),no município de João Neiva (Espirito Santo). O próprio, atualmente, apresenta problemas localizados de quedas de blocos de rocha, problemas estes gerados pela alteração na resistência das descontinuidades do maciço. Neste sentido, o presente trabalho tem por objetivo utilizar tanto métodos empíricos quanto métodos computacionais para análise de túneis rasos escavados em maciços rochosos. As ferramentas computacionais permitem um melhor entendimento dos mecanismos responsáveis pela formação de blocos de rocha no processo de escavação e da interação maciço-suporte. Para isso, será realizada a simulação computacional do processo de escavação bem como a aplicação do sistema de suporte. Nas análises, serão aplicados os sistemas de classificação RMR e Q para obter um pré-dimensionamento e, na sequência, o método dos Elementos Finitos com o uso do software comercial Roc Science RS2,elaborando dois modelos diferentes: um meio contínuo com modelo elasto-plástico de Hoek-Brown, e outro meio descontínuo com uso dos elementos de interface de juntas de Goodman. Assim, o trabalho visa discorrer sobre dois aspectos principais: a modelagem numérica computacional dos maciço rochosos e a análise comparativa dos modelos numéricos com soluções clássicas encontradas pelos sistemas de classificação geomecânico. Com isso, pelas análises, foi possível concluir que as classificações geomecânica forcenecem um bom pré dimensionamento do sistema de suporte do túnel, e que os modelos contínuos apresentam grandes limitações em descrever o comportamento de maciços rochosos com famílias de descontinuidades bem definidas.